棉花不仅是关系到国计民生的战略物质,其生产在中国占有重要地位,而且是我国重要的经济作物和大宗农产品,也是产区农民和地方财政的主要经济来源。然而,棉花施药机械是农业植保机械中最薄弱的一环,目前棉花喷药主要是以人工背负式喷雾为主,这种原始的喷药机械和施药方法易造成作业效率低、劳动强度大、防治功效差、工作人员易中毒、污染环境等问题。尤其是在当今社会对环境保护要求持续提高的状况下,开发和研制具有“低喷量、精喷洒、少污染和高功效”等优点且适合当前我国国情的新型棉花施药机械是迫在眉睫。根据我国棉田施药技术落后、农药利用率和作业效率低、环境污染严重等问题,本论文研究设计了一种以棉田自走式高地隙通用底盘为基础的植保机械,该机以柴油机为动力,除直线行走外,整机的转向、药液泵和离心风机工作都是通过液压控制系统带动,同时,研发设计了对置式离心风机结构,两个风机出风口分别通过变形接口,利用两根输风褶皱管分别连接,两根输风褶皱管的另一端分别连接同一根PVC管的两端,使两风机吹出的气流相向流动,产生更强大的气流,PVC管上均匀的分布六个出风口,出风口连接输风褶皱管,输风褶皱管的另一端连接鸭嘴出风口,在鸭嘴出风口的一侧安装高压喷头,使高压喷头喷出的药液被出风口的气流二次雾化形成更细的雾滴,实现多喷管式弥雾喷药,一次完成六行作业。根据现实中棉花种植行距不等、不同生长时期高度不同和株冠厚度的差异,设计了出风口和喷头在高度、宽度和角度方向可调的装置,提高了农药的受药量和雾滴的分布均匀性,减少了药液漂移流失,保护了生态环境。研究的主要内容包括：确定棉田定向弥雾机的整机方案,包括棉田自走式高地隙通用底盘、液压控制系统、离心风机及多路风送系统、高压喷雾系统、鸭嘴出风口和喷头多自由度调节的定向弥雾装置等的选型与设计；首先通过三维绘图软件Pro/E进行整机的设计和装配；然后利用CAXA和AutoCAD绘制二维图纸,利用流体力学软件FLUENT对设计的对置式离心风机结构进行内部流场模拟,根据模拟的出风口速度选择最佳的设计方案。在理论分析和设计基础上,完成了样机试制和整机性能试验。试验结果表明：有风送时比无风送时雾滴沉积量提高了59.74%,变异系数降低了43.96%,风送效果明显；与普通喷雾相比,沉积量定向喷雾雾滴个数提高了43.21%,变异系数降低了54.62%,多自由度出风口和喷头调节装置设计合理,定向喷雾效果良好；叶面药液附着率为63.24%,叶背药液附着率48.96%,大于GB/T17997-2008《农药喷雾机(器)田间操作规程及喷洒质量评定》等国家标准要求的药液在作物上的覆盖率不小于39%,证明该样机的药液附着性良好；无风送时雾滴平均直径121μm,雾滴均匀度为DR=0.69；有风送时雾滴平均直径86μm,雾滴均匀度为DR=0.76；有风送时雾滴均匀度DR较无风送时提高了9.2%。均匀性得到明显提高。